redis应用

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最近项目中使用Redis比较多，非常喜欢这个小巧而强大的家伙。

准备写一个简单的系列，讲述使用Redis可以做什么，我们将充分挖掘Redis的潜能。

这是第一篇，准备用Redis作为Log汇总。


Redis介绍

Reids是一个比较高级的开源key-value存储系统，采用ANSI C实现。其与memcached类似，但是支持持久化数据存储，同时value支持多种类型：字符串 （同memcached中的value），列表 ，集合 (Set)，有序集合 (OrderSet)和Hash 。所有的值类型均支持原子操作，如列表中追加弹出元素，集合中插入移除元素等。Rdids的数据大部分位于内存中，其读写效率非常高，其提供AOF（追加式操作记录文件）和DUMP（定期数据备份）两种持久化方式。Redis支持自定义的VM（虚拟内存）机制，当数据容量超过内存时，可以将部分Value 存储到文件中。同时Redis支持Master-Slave机制，可以进行数据复制。



Redis目前有VMWare资助，其作者antirez也就职于VMWare。



我们可以这样理解Redis，其对传统的key-value系统中的Value进行了扩展，Value不再是一个二进制字符，其可以包含多种类型。多种数据类型的引入，可以大大的简化我们应用的开发。比如我们应用中，需要一个名为“L1”的列表，用来顺序记录用户ID，一般的key-value系统中，我们会设置key为"L1"，value为列表序列化处理后的结果。每次要对L1操作时，需要下列步骤：

1. 取出key L1的值
2. 进行反序列化
3. 对列表进行增删操作
4. 进行序列化
5. 存储结果到key L1对应的value

一次更新需要经历5个步骤，包含序列化/反序列化，以及两次网络交互。

如果我们使用Redis的列表类型来存储Value，那么其步骤如下：

1. 列表增删操作

对，只有一步操作！由此可见，Redis在某些情景下会大大的简化我们的应用逻辑。


日志汇总

我们的系统中包含很多节点（分布在不同的机器），我们需要一个地方来汇总所有的数据，进行入库（mysql，hadoop）操作。要尽可能的减少系统的复杂度，这方面的项目已经很多，解决方法也有很多。以前尝试过Scribe，其为Facebook的开源项目，基于Thrift，显然有些庞大了，同样繁琐还有使用MQ（消息中间件，如RabbitMQ）。对于小团队，这些方案都不适合。而其他各种山寨的办法，如日志写入文件，定期拷贝等等都太松散，不易管理。因为在项目中使用了Redis，所以决定把它用透彻，尝试进行Log的中转。



如果使用Redis进行Log汇总，可能首先要考虑下面几个问题：

1. Redis是否会成为瓶颈
2. Redis是否会成为一个单点故障
3. Redis进行日志数据的汇总和提取是否方便

第1个问题，Redis的性能很出色，数据首先是放在内存中。此外系统中主要记录一些关键的操作日志，日志的量不会很大大，因此不会成为性能瓶颈。具体的Redis性能评测参考这里 。

第2个问题，Redis是否成为单点故障，如果只有一台Redis服务器，其宕掉，日志肯定无法发送成功。可以有多种选择，在Client端存储发送失败的Log，Redis恢复时重发（这样做增加了系统复杂性，Client会涉及重试，Log临时缓存大小控制等）；或者可以在加一台Redis服务器作为备份。当然如果你的Log不是非常重要，允许一些丢失，那一台也无妨，只要你能保证Redis服务器可以及时的发现问题，并很快恢复就好。

第3个我呢题，Redis进行数据汇总很方便，我们可以直接将每条日志都追加到一个列表中。我们设置可以为日志分类，比如日志分error和 debug两种，那么我们可以在Redis中创建两个列表：key为"error"，value为List；和key为"debug"，value为 List。增加一条日志，仅仅是一个列表追加操作（Redis命令RPUSH)。而提取日志也非常方便，我们可以使用一个阻塞的列表弹出操作（Redis 命令BLPOP，从队列头部弹出元素），当队列为空，即没有日志时，将阻塞。直到有日志产生。这个操作循环执行，就可以提取所有的日志，然后进行分析处理直接入库。
原型

现在做一件事情之前，我跟喜欢做一个原型，作为验证。下面我用Bash来模拟一下这个日志的发送和处理。



1, 启动Redis服务器
Erlang代码 收藏代码

1. $ redis-server redis.conf

$ redis-server redis.conf



2, 书写gen_log.sh，代码如下:
Shell代码 收藏代码

1. #! /bin/bash
2.
3. COUNT=0
4.
5. while true; do
6. LOG=`date '+%F %T'`
7. LOG="${LOG} this is a log record"
8.
9. if !( redis-cli LPUSH log "${LOG}" > /dev/null 2>&1 ); then
10. echo "send log error!"
11. exit 1
12. fi
13. COUNT=$((++COUNT))
14.
15. echo "sent ${COUNT} logs"
16. sleep 2
17. done

#! /bin/bash

COUNT=0

while true; do
LOG=`date '+%F %T'`
LOG="${LOG} this is a log record"

if !( redis-cli LPUSH log "${LOG}" > /dev/null 2>&1 ); then
echo "send log error!"
exit 1
fi
COUNT=$((++COUNT))

echo "sent ${COUNT} logs"
sleep 2
done

随后运行:


Shell代码 收藏代码

1. $ chmod +x gen_log.sh & ../gen_log.sh
2. sent 1 logs
3. sent 2 logs

$ chmod +x gen_log.sh & ../gen_log.sh
sent 1 logs
sent 2 logs

从输出得知，已经开始发送日志。

我们可以启动多个gen_log.sh，模拟多个client。

此时可以查看log队列是否增加：


Shell代码 收藏代码

1. $ redis-cli
2. redis > LLEN log
3. 32

$ redis-cli
redis > LLEN log
32

可以看到log已经产生。



3, 书写analy_log.sh，其代码如下:
Shell代码 收藏代码

1. #! /bin/bash
2.
3. COUNT=0
4.
5. while true; do
6. LOG=$(redis-cli BLPOP log 0 2> /dev/null)
7. if [ $? -ne 0 ]; then
8. echo "get log error!"
9. exit 1
10. fi
11. COUNT=$((++COUNT))
12.
13. echo "(${COUNT}) analyzing ${LOG} ..."
14. #sleep 1
15. done

#! /bin/bash

COUNT=0

while true; do
LOG=$(redis-cli BLPOP log 0 2> /dev/null)
if [ $? -ne 0 ]; then
echo "get log error!"
exit 1
fi
COUNT=$((++COUNT))

echo "(${COUNT}) analyzing ${LOG} ..."
#sleep 1
done

执行
Shell代码 收藏代码

1. $ ./analy_log.sh
2. (1) analyzing log
3. 2010-10-18 17:20:58 this is a log record ...
4. (2) analyzing log
5. 2010-10-18 17:20:58 this is a log record ...
6. (3) analyzing log
7. 2010-10-18 17:20:56 this is a log record ...
8. (4) analyzing log
9. 2010-10-18 17:20:56 this is a log record ...

$ ./analy_log.sh
(1) analyzing log
2010-10-18 17:20:58 this is a log record ...
(2) analyzing log
2010-10-18 17:20:58 this is a log record ...
(3) analyzing log
2010-10-18 17:20:56 this is a log record ...
(4) analyzing log
2010-10-18 17:20:56 this is a log record ...

可以看到Log被快速的处理。

gen_log中，我们加入了一个sleep，所以analy_log可以很快的取出所有的log，通过redis-cli查看大部分log队列为空。因为处理log的速度远远大于生成log的速度。如果生成log的速度远远大于处理log的速度也没有关系，redis会相当于一个缓冲。



好了，最后你可以把上面的代码，翻译成你使用的语言，如Erlang，PHP，Python，方便的处理日志了。